Каучук кинетическая теория эластичности

В самом деле, существует сходство между кинетической теорией эластичности каучука и хорошо известной кинетической теорией газов поэтому Мейер сам провел сравнение эластичности каучука и упругости газа. Конечно, газ не имеет формы, однако он обладает упругостью объема. Чтобы сжать данную массу газа, необходимо увеличить приложенное давление, а при уменьшении давления восстанавливается первоначальный объем газа. Давление при постоянном объеме пропорционально абсолютной температуре (закон Шарля). Более того, сжатие газа (что означает, что над газом совершается работа с помощью приложенной силы) сопровождается выделением тепла, т. е. налицо аналогия с каучуком, который при растяжении нагревается. [c.60]

Первое из этих условий достаточно подробно рассмотрено нами. Второе условие очень существенно, так как молекулы должны обладать свободой движения и способностью изменять свою конформацию в соответствии с основным постулатом кинетической теории эластичности каучука. Для понимания того, что подразумевается термином слабые силы, следует рассмотреть различие между жидкостью и обычным твердым телом, таким, как кристалл или стекло. В предыдущей главе говорилось, что молекулы в обычных твердых телах связаны друг с другом относительно сильными связями, об- [c.64]

Сборник содержит три статьи о проблемах строения типичных высокомолекулярных соединений в связи с их важнейшими физическими и физико-химическими свойствами. Первая статья (Бекер) посвящена природе твердого состояния линейных полимеров, вторая (Гут, Джемс, Марк) — кинетической теории эластичности каучука, третья (Д. Джи) — термодинамическим исследованиям растворов и гелей каучукоподобных полимеров. [c.296]

Ориентация статистического сегмента вулканизованного каучука может быть вычислена на основании кинетической теории эластичности каучука, разработанной Куном и Груном [25], а также Трелоаром [26]. Эта теория приводит к следующему выражению для двойного лучепреломления [c.148]

КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭЛАСТИЧНОСТИ КАУЧУКА. [c.72]

В случае твердых тел, в частности кристаллов, свойства системы определяются междуатомными силами, поскольку кинетическая подвижность атомов сильно ограничена. Однако недавно было установлено, что молекулы или группы молекул могут обладать кинетической подвижностью даже и в твердых телах. В частности, хорошо установлена подвижность частиц у каучукоподобных материалов. Это обстоятельство привело к кинетической теории эластичности каучука по аналогии с кинетической теорией газов. [c.76]

В тепло. Отсюда Джоуль заключил, что в случае каучука осуществляется первая возможность. Поэтому естественный вывод состоял в том, что упругая сила" каучука обязана своим происхождением движению составляюш,их его частиц (подчеркнуто автором). Таким образом, Джоулям Кельвина справедливо можно считать творцами основной концепции кинетической теории эластичности каучука. [c.78]

Кинетическая теория эластичности каучука может быть изложена в такой последовательности [c.79]

В написанном выражении F x) называют интенсивностью релаксационного спектра. Релаксационный спектр для бутилового каучука и каучука GR-S при 20°С изображён на рис. 133. При всей примитивности подобных расчётов они могут иметь определённое значение для развития кинетической теории эластичности высокополимеров. [c.240]

В основе современной теории эластичности каучука лежат представления о молекулярно-кинетическом строении каучука. Теория эластичности раскрывает механизм эластических деформаций, устанавливает причины релаксационного характера этих деформаций. Сущность современных представлений о молекулярно-кинетическом строении каучука заключается в том, что молекула каучука состоит из молекулярных звеньев, обладающих способностью изменять свое взаимное расположение благодаря непрерывному вращательному и колебательному движению вокруг простых связей. Вследствие непрерывного хаотического теплового движения молекулярных звеньев молекулы каучука находятся не в растянутом, а в свернутом состоянии, как это изображено на рис. 15 (стр. 82), форма молекул при этом все время меняется. [c.101]

В основе современной теории эластичности каучука лежат представления о молекулярно-кинетическом строении каучука. Теория эластичности раскрывает механизм эластических деформаций, [c.100]

В этом свете стоит вспомнить некоторые ранние теории эластичности каучуков, рассмотренные в этой главе, в основе которых лежат два вполне определенных прин- ципа 1) молекула свернута спиралью, 2) открытая сетка. В современной концепции эластичности каучука эти два принципа сохранились, хотя и в несколько измененной форме. На самом деле молекула —это своего рода пружина, хотя и сильно отличающаяся от обычной кольцевой спирали. Структура же каучука подобна сетке, но сетке особенной, включающей весь ансамбль молекул, а не отдельные компоненты двухфазной структуры. Основные различия между современной интерпретацией и ранними теориями состоят не в этих общих идеях, а в специфическом механизме проявления эластичности. Именно кинетическая, или статистическая, теория явилась ключом к проблеме эластичности. Она произвела переворот в области полимеров, сравнимый с переворотом, вызванным в физике и химии, атомистической теорией Дальтона в начале XIX в., которая дала первое удовлетворительное объяснение газовым законам, экспериментально установленным двумя столетиями ранее. [c.85]

Пространственные полимеры способны лишь к ограниченному набуханию и полностью лишены текучести при малом числе поперечных связей (мягкие резины) их эластические свойства соответствуют кинетической теории упругости чистого каучука (см. стр. 202—205). Увеличение числа связей между линейными молекулами вызывает уменьшение длины свободных отрезков цепей и их изгибаемости, возрастание жесткости полимера (эбонита) и, наконец, полный переход каучукоподобной эластичности в обычную упругость твердых тел. Теория пространственных сеток линейных полимеров разрабатывалась Ф. Уоллом, П. Флори, Б. А. Догадкиным, Г. М. Бартеневым и др. [c.215]

Таким образом, в основу всех ранних представлений о структуре и свойствах полимеров легли два положения гибкость цепных макромолекул и их беспорядочное расположение относительно друг друга. Практически это означало, что любое проявление механических свойств полимеров связано только с изменением формы самих макромолекул, причем эта форма может легко изменяться под нагрузкой, так как макромолекулы — гибкие образования. На основе этих представлений создавались стройные теории (например, кинетическая теория высокоэластичности) , объясняющие и позволяющие рассчитывать многие механические свойства каучуков и подобных материалов. Само понятие эластичность также связывалось только с деформацией самих макромолекул. [c.8]

Ниже будет показано более подробно (см. стр. 90 и след.), что высокая степень внутренней гибкости индивидуальных цепных молекул является важным условием каучукоподобной эластичности. Целлюлоза или ее производные, например, построена из очень длинных цепей главных валентностей, но не проявляет в какой-либо заметной степени эластичности каучука. С точки зрения кинетической теории, это является следствием отсутствия свободного или почти свободного вращения в индивидуальных цепях и наличия очень сильного взаимодействия между ними. [c.85]

Каучуки обладают замечательным свойством, заключающимся в том, что они способны поглощать большое количество жидкости, не теряя при этом ни своей формы, ни эластичных свойств. В процессе набухания молекулы агента, вызывающего это явление, не влияют заметно на структуру материала, а просто увеличивают его объем и проявляют тенденцию к предотвращению кристаллизации. Кинетическая теория в том виде, как она здесь представлена [24], дает простое объяснение эластичных свойств набухшего каучука. [c.100]

Как меняются упругие напряжения с температурой — вопрос существенной важности с точки зрения теоретического объяснения упругости каучука. Это уже было понято Мейером, который впервые предложил кинетическую теорию высокой эластичности. Ибо, если упругость каучука связана в первую очередь с изменением энтропии, то для каучука соотношение между напряжением и температурой должно быть совершенно отличным от такого же соотношения для обычных твердых тел, в которых упругость связана прежде всего с изменением внутренней энергии вещества. [c.25]

Теория эластичности излагается в высказываниях Фессендена, Оствальда, Хока, Мейера, Кирхгофа, Макка, Куна, Френкеля, Гута, Уолла и других. Более ранние теории связывали эластические свойства каучука с его глобулярным и мицелляр-ным строением, а позднейшие теории исключительную роль от-всдят особенностям молекулярной структуры каучука. Особенно успешно разрабатывается так называемая молекулярно-кинетическая теория эластичности, основанная на представлениях об изгибаемости молекулярных цепей каучука. Важную роль при изучении эластического состояния каучука сыграли рентгеновские исследования, начало которым положил Катц, открывший в 1924 <г. эффект кристаллических интерференций в растянутом каучуке. В руках Катца, и в особенности Хаузера, Сузиха и др., метод рентгеноскопии позволил выяснить многие стороны физической и химической структуры каучука. К 1933 г. относятся публикации Смита, Сейлора и Юнга, получивших кристаллический каучук. [c.19]

С точки зрения молекулярно-кинетической теории эластичности сокращение растянутого каучука при нагревании связано с увеличением теплового движения звеньев молекулярных цепей, что приводит к их сокращению и, следовательно, к сокращению самого образца каучука. Если деформацию (удлинение образца) растянутого каучука сохранят-ь постоянной (д/ = = onst), то повышение температуры будет сказываться в уве-личенки деформирующего напряжения ( ). [c.228]

ОКОЛО длинных осей молекул. Это повышает возможность колебания и вращения, не начиная с какой-то строго определенной температуры, как это имеет место в случае переходов первого рода, но в некотором интервале температур, и может привести к увеличению удельной теплоемкости при переходе. Кроме того, способность молекулы вести себя как состоящая из отдельных звеньев цепь обеспечивает условия вязкого течения согласно теории вязкого течения в полимерах Кауцмана-Эйрин-га [53], что также существенно для механизма упругости в широких пределах, постулированного кинетической теорией эластичности каучука [70]. [c.13]

Флори и Реиер [381 впервые дали количественное объяснение свойств гелей на основании расчета свойств полимерных молекул, соединенных в бесконечную трехмерную сетку, и показали, что свойства, выведенные для такой системы, удовлетворительно отвечают наблюдаемым свойствам необратимых гелей. В своей ранней работе Флори построил молекулярные сетчатые структуры для малых полифункциональных молекул и показал путем статистических вычислений, что гелеобразование наступает тогда, когда образуется бесконечная трехмерная сетчатая структура. Вначале количество этой сетчатой структуры весьма невелико, но она охватывает всю массу раствора и сообщает ему неподвижность. По мере протекания реакции все большее число молекул принимает участие в образовании сетчатой структуры и жесткость системы увеличивается. Теория Флори была распространена Штокмейе-ром [391 на возникновение молекулярных сетчатых структур путем образования поперечных связей в растворимых высокомолекулярных линейных полимерах. Он показал, что для образования геля из такого полимера необходимо иметь по крайней мере одну поперечную связь на каждые две имеющиеся в начале молекулы. При статистическом рассмотрении вопроса этого вполне достаточно для образования бесконечной сетчатой структуры при условии, что поперечные связи расположены беспорядочно и что не происходит образования поперечных связей внутри одной молекулы. Очевидно, что имеющееся вначале число связей недостаточно для того, чтобы соединить все молекулы в сетчатую структуру, но дальнейшее образование поперечных связей вводит все большее количество молекул в эту структуру и увеличивает жесткость системы. Согласно кинетической теории эластичности каучука, сопротивление деформации обусловлено главным образом растяжением гибких молекул между точками, в которых образованы поперечные связи, уменьшающие число возможных конфигураций и, таким образом, уменьшающие энтропию. Вычисления, сделанные на основании этих предпосылок, оказались успешными в отно-н1ении оценки влияния процесса вулканизации на физические свойства кяучу- [c.324]

На основе такой аналогии механизма упругости каучука с механизмом упругости газа разработана кинетическая теория высоко-эластичности (Марк, Гут, Кун). Учитывая, что высокая подвижность молекул газа является причиной его упругих сил, кинетическая теория объясняет упругость высокоэластичных потимерор-высокой степенью гибкости их макромолекул. [c.91]

В предыдущих разделах мы рассмотрели кинетическую и статистическую теории эластичности каучуков как неизбежное и почти самоочевидное следствие длинноцепочечной природы молекул. Однако теория еще не становится общепризнанной, если она просто правдоподобна она должна удовлетворительно и по возможности количественно описывать основные экспериментальные факты. В случае каучуков эти факты относятся как к механическим, так и к термическим или термоэластическим свойствам. [c.59]

Г. Л. Слонимскяй, Молекулярно-кинетические и термодинамические основы теории эластичности, в книге Б. А. Догадкина Хилшя и физика каучука , Госхимиздат, 1947. [c.166]

Например, в случае газов простейшей моделью является модель идеального газа, в которой пренебре-гается взаимодействие между частицами. При такой трактовке физические свойства системы определяются кинетической подвижностью составляющих ее молекул. Кинетическая теория газов была впервые разработана на основе этой упрощенной модели. Позднее трактовка была расширена введение сил между молекулами позволило принять в расчет более тонкие подробности и объяснить отличия в поведении различных газов. Однако для понимания основной природы газов это расширение не является необходимым модель идеального газа выявляет все черты, существенные для поведения газообразной системы. Наиболее полная теория эластичности каучука в ее современном состоянии аналогична в грубом приближении теории идеального газа. Достигнуто понимание характерных черт каучукоподобной эластичности, но требуется дальнейшее усовершенствование теории для того, чтобы она могла дать количественное объяснение характерных особенностей индивидуальных эластомеров и отличий между ними. [c.76]